Вариант 22

1.

F = -RT ln(Q_tr/N_A) - RT = -38517 Дж/моль

G = F + PV = F + RT = -36038 Дж/моль

U = (3/2)RT = 3718 Дж/моль

H = (5/2)RT = 6197 Дж/моль

S = R ln(Q_tr/N_A) + (5/2)R = 142 Дж/(моль^. K)

2. Для газа Больцмана среднее число молекул в состоянии i дается выражением:

N_i = g_i exp[( - _i)/kT].

Следовательно, N₀ = g₀ exp(/kT), N₁ = g₁ exp[( - E)/kT],

N = N₀ + N₁ = g₀ exp(/kT) + g₁ exp[( - E)/kT] = exp(/kT) [g₀ + g₁ exp(-E/kT)],

exp(/kT) = N[g₀ + g₁ exp(- E/kT)]^-1.

Следовательно,

N₀ = g₀N [g₀ + g₁ exp(-E/kT)]^-1,

N₁ = g₁N exp(-E/kT) [g₀ + g₁ exp(- E/kT)]^-1

Для внутренней энергии <E> получаем выражение:

<E> = Eg₁N exp(-E/kT) [g₀ + g₁ exp(-E/kT)]^-1,

а для теплоемкости - соотношение:

C = (g₀g₁NE²/kT²) exp(-E/kT) [g₀ + g₁ exp(-E/kT)]^-2.

3.

кДж/моль

lnK_p = -11.77 + 75391/T - (3/2)lnT

lnK_p(298) = 233

G⁰ = -RT lnK_p = 97.9T - 626800 + 12.5T lnT

G⁰(298) = -576404 Дж/моль

S⁰ = -( G/T)_p = -97.9 - 12.5lnT - 12.5 = -110.4 - 12.5lnT

S⁰(298) = -181.6 Дж/(моль^. К)

H⁰ =G + TS = -626800 - 12.5T

H⁰(298) = -630525 Дж/моль